煤矿开采行业在我国有着广阔的发展前景，这是由于煤矿资源的应用范围相对较为广泛。在具体的开采工作中，员工的工作能力问题，基础设施的建设情况都是影响工作质量的关键环节，需要煤矿开采企业引起高度重视。
一、介绍二段东一采区16层地质情况
集贤煤矿16#煤层平均厚度为1.5m，煤层平均倾角9°，16#煤层黑色，条痕黑褐色，玻璃光泽，断口不规则阶梯状，内生裂隙发育，条带结构，硬度较高且致密，光亮型煤，组分主要为亮煤与夹杂在其中的精煤，暗煤和丝炭薄煤或透镜体交互而成，呈显条带状。
1.2煤层顶底板岩性特征
16#煤层，顶板顶为粉砂岩5.7m，互层，深灰色，层理不发育，含砂量很低，有炭页岩。底板为凝灰岩1.20m，灰绿-灰，下部质较纯，含粗砂岩。钻孔柱状图如图1-1所示。
图1-1 16#煤层钻孔柱状图
2.1锚索参数设计
锚索直径为21.8mm，长度7200mm、5200mm；打设三排锚索，距巷道中线靠墙体侧打设一排锚索，长度为7200mm，锚索间距1200mm，中线处及距中线1500mm处打设两排锚索，长度为5200mm，锚索间距1200mm，排距为1500mm。锚索沿铅垂方向布置。
2.2锚索施工要点
按照中、腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时必须先进行处理；打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，确认安全后、方可开始工作。每排锚索靠近墙体锚孔孔深为7200mm，钻头直径为32mm，锚索外露长度不大于300m；中线及距中线1500mm处锚索孔深为5200，钻头直径为32mm，锚索外露长度不大于300m。
（1）钻孔施工：严格按照预先点设的眼位，采用Φ32mm金刚石复合片钻头施工钻孔，钻孔直径32mm，恒阻锚索外露长度为不小于300mm；钻孔施工完毕后,采用直径85mm的专用扩孔钻头，将导向杆放入已钻好的小孔内连接钻机进行扩孔(小孔与大孔须同心)，扩孔深度420mm。
（2）打恒阻锚索眼孔够深时钻机要反复升落2～3次，以便把眼孔内的碎矸冲洗干净。
（3）锚索锚固长度一般不小于1.2m，批量安装前应做锚固力测试，必须保证恒阻锚索锚固力不小于250KN（25t），否则将影响使用效果。每根锚索使用2条2360锚固剂，用锚索钻机边推进边搅拌，搅拌时间15～20s后停止搅拌，等待5～6min(具体搅拌时间和凝固时间务必以实际使用的锚固剂型号为准)后撤下钻机。一般情况下，恒阻锚索外露180～300mm为宜。
（4）预紧力施加：预应力钢绞线锚固完成后，将300×300×20mm托盘通过外露的锚索钢绞线穿进去，然后把专用锁具穿过锚索钢绞线，放好夹片，然后用锚索张拉机夹持恒阻锚索钢绞线进行张拉，张拉力值达到25t应停止张拉。最后卸载，预紧力应控制在250kN（25t）为验收标准，撤下张拉机，完成安装。
3-1 锚索支护图
三、顶板预裂切缝设计方案
3.1 切缝参数设计
应当在切顶位置进行拉线，并用油漆点出聚能炮孔点位。并沿工作面推进方向，间隔300mm打设一个预裂爆破孔，孔径∮42mm，距巷道中线1850mm。预裂爆破间距为600mm，形成切顶卸压沿空留巷预裂切顶线。
3.2 爆破参数设计
（1）双向聚能管外径为38mm，内径为33mm，管长1500mm。
（2）聚能爆破采用三级煤矿乳化炸药。聚能管捅到孔底，孔口用水炮泥封孔。
（3）每个切缝孔内放置聚能管2根，装药量每孔放置6卷药（药卷规格Φ29±1mm×200mm，），封孔长度不小于1m，采用炮泥、水泡泥封实。实际装药量根据钻孔成像仪测得结果调整至效果最佳。
（4）、超前工作面50m范围内进行爆破，采用电雷管引爆（5米长脚线），一次性起爆6个爆破孔。最终方式可能需要根据现场试验确定。
3.3施工工艺
（1）切顶孔经检验合格后进行爆破预裂切缝，采用三级煤矿乳化炸药装药，正向爆破。
（2）现场爆破使用矿用安全乳化炸药，外径Ф29mm±1mm，长200mm。
（3）每个切顶孔在装药前，先在巷道内按照爆破装药设计参数从孔底聚能管开始连续装药并安设雷管和引线，然后将引线穿过第二根聚能管，并将第二根聚能管与第一根聚能管用连接件连接，然后在第二根管内开始连续装药并安设引线，重复按照上述方法，依次完成全部聚能管装药。要求每个聚能管内采用连续装药，每个聚能管设置两个雷管。
（4）炮孔封泥封孔前，采用聚能爆破定向杆调整聚能管切缝方向与切顶线一致，调整完毕方可封泥。
四、挡矸设计方案
4.1 基本设计流程
在预留巷道内沿走向预裂爆破孔打设1排可缩U型钢及3排单体，靠墙侧单体液压支柱戗可缩U型钢上，使其与可缩U型钢处于同一纵向线上；巷道内单体排距为2.0，柱距1.0m，打设长度为100m，可缩U型钢上端插入爆破孔内，铅垂打设，在底板抠不小于200mm柱窝，将U型钢底脚放入柱窝内，柱窝间距1.0m，U型钢外空区侧挂6mm焊接钢筋网，钢筋网之间使用六号铁线连接，网外侧码一层装有粉煤灰丝袋墙并用板皮绑铁线固定。
4.2 注意事项
预留巷道内三排单体打设100m后，由里向外进行回撤，依次向前翻打，具体回撤单体距工作面距离，根据矿压监测数据至值分析后确定。同时，金属网采用高强焊接钢筋网，网规格为100mm×100mm，网尺寸为1000mm×2700mm。爆破后，进入切顶线之前，采用装有粉煤灰的丝袋紧贴钢筋网码设一道墙体，并用8#铁线将木板与钢筋网固定为整体。
五、结论与建议
通过超前工作面进行高预应力补强支护，施工切顶钻孔，双向聚能爆破切顶技术，切割顶板卸压。项目的完成为集贤煤矿沿空留巷提供了新的技术手段，推广意义极大。
根据实施情况，提出如下结论与建议：
5.1结论
（1）与传统沿空留巷相比，由于超前作业，避免了传统沿空留巷大量人员搬运材料设备，减轻了职工劳动强度，提高了劳动生产效率，可实现高产高效开采。
（2）项目采用锚索钻机（MQT-130/3.2）施工切顶钻孔，适合集贤煤矿井下巷道作业条件，实用性强、操作方便简单。
（3）项目研究的小直径聚能管（外径φ38mm，内径φ33mm），井下试验证明满足集贤煤矿二段东一采区16层一片下料道顶板预裂爆破要求。
5.2建议
（1）建议掘进设计时，巷道支护的布置方式，要求按照“110工法”切顶成巷支护布置方式进行设计。
（2）建议改进预裂爆破孔的直径和布置形式，增大爆破孔的药量，从而减小爆破孔的打设数量，减少劳动强度。
参考文献：
[1]张国锋，何满潮，俞学平，等.白皎矿保护层沿空切顶成巷无煤柱开采技术研究[J].采矿与安全工程学报,2011，28(4)：511-516.
[2]袁红平.切顶卸压沿空成巷技术应用探讨[J].煤炭技术,2018(1):43-46.
